JP2003290768A

JP2003290768A - 尿石付着防止装置

Info

Publication number: JP2003290768A
Application number: JP2002101326A
Authority: JP
Inventors: Toshihiro Otsubo; 寿弘大坪; Hiroaki Kondo; 浩明近藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-04-03
Filing date: 2002-04-03
Publication date: 2003-10-14

Abstract

(57)【要約】【課題】フェライト製の第１中間電極１２およびマグ
ネシウム製の第２中間電極２２による電気分解で改質水
を生成することにより、容易に、殺菌効果を安定して維
持でき且つ洗浄効果も得られる尿石付着防止装置１を提
供する。【解決手段】水の電気分解により、フェライト製の第
１中間電極１２が配される第１電解室１０において種々
の酸素活性種（ＯＨ、Ｈ₂Ｏ₂、Ｏ₂ ^-等）を含む殺菌効果
を有する改質水を生成すると共に、マグネシウム製の第
２中間電極２２が配される第２電解室２０においてＭｇ
（ＯＨ）₂を含むアルカリ性の洗浄効果を有する改質水
を生成し、これらの改質水を所定の規則にしたがって便
器６に流出させた。これにより、水を電気分解するとい
う容易な手段によって、殺菌効果を安定して維持でき且
つ洗浄効果も得られる尿石付着防止装置１を実現でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、便器の着色汚れの
主原因である尿石が便器に付着することを抑制するため
の、尿石付着防止装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】便器の着色汚れの主原因の１つに尿石の
付着がある。尿石は、尿中の尿素が細菌によりアンモニ
アに分解されてｐＨが上昇してアルカリ性となり、それ
により、尿中のカルシウムイオン（Ｃａ²⁺）とリン酸イ
オン（ＰＯ₄ ^2-）が反応して、リン酸カルシウム（Ｃａ
ＰＯ₄）が有機物と共に析出したものである。したがっ
て、便器への尿石付着を防止する有効な方法は殺菌であ
る。

【０００３】従来、便器の殺菌方法としては、薬剤散
布、または水道水の電気分解により次亜塩素酸（ＨＯＣ
ｌ）を生成し散布する等の方法があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、薬剤を
散布する方法は、定期的に薬剤散布器に薬剤を補給する
必要があるため、薬剤補給作業が煩雑であると共に、薬
剤を消費するためランニングコストが多大になるという
問題があった。

【０００５】また、電気分解により生成した次亜塩素酸
（ＨＯＣｌ）を散布する方法は、整備コストおよびラン
ニングコストを抑えることはできるが、供給水（たとえ
ば水道水）中の塩素イオン濃度の変動に連動して生成さ
れる次亜塩素酸（ＨＯＣｌ）の濃度が変動する、つまり
殺菌効果がばらつくため、殺菌効果を安定して維持でき
ないという問題があった。

【０００６】さらに、上述の二つの方法は、殺菌効果は
あるものの、便器に付着した汚れに対する除去効果は無
いため一旦便器に尿石が付着するとそれを除去すること
ができない、つまり、別途洗剤等による洗浄が必要にな
るという問題もあった。

【０００７】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたものであり、フェライト電極およびマグネシウム
電極による電気分解による改質水を用いることにより、
容易に、殺菌効果を安定して維持でき且つ洗浄効果も得
られる尿石付着防止装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、以下の技術的手段を採用する。本発明の請求
項１に記載の尿石付着防止装置は、便器と、イオンが通
過可能な電解膜を隔てて第１電解室と第２電解室とに区
画された電解槽と、第１電解室に配される貴金属または
貴金属合金から形成された第１電極と、第２電解室に配
される貴金属または貴金属合金から形成された第２電極
と、第１、第２電極間且つ第１電解室に配設されるフェ
ライトから形成された第１中間電極と、第１、第２電極
間且つ第２電解室に配設されるマグネシウムから形成さ
れた第２中間電極と、第１、第２電極に電圧を印加する
制御手段と、第１電解室に水を流入させる第１導水管
と、第２電解室に水を流入させる第２導水管と、第１電
解室内の水を便器側へ流出させる第１放水管と、第２電
解室内の水を便器側へ流出させる第２放水管とを備え、
制御手段は、第１、第２電極に電圧を印加して第１、第
２電解室内の水をそれぞれ電気分解により改質すると共
に、洗浄要求に応じてこの改質した水を第１、第２放水
管を介して便器側へ流出させる構成とした。

【０００９】請求項１の発明によれば、第１、第２電極
に電圧を印加すると、第１電解室においては、第１中間
電極の高電位電圧電極側表面近傍の水から電子が奪われ
種々の酸素活性種（たとえば、過酸化水素、ヒドロキシ
ラジカル、スーパーオキシドアニオン等）が生成され
る。これらの酸素活性種の酸化力により殺菌効果が得ら
れる。一方、第２電解室においては、第２中間電極の高
電位電圧電極側表面からマグネシウムイオン（Ｍｇ²⁺）
が水中に溶出し第２電解室内の水がアルカリ性に改質さ
れる。この改質水の界面活性作用により便器表面の汚れ
が除去される。したがって、殺菌効果を安定して維持で
きることに加えて便器表面の汚れ除去も同時に行える尿
石付着防止装置を実現できる。なお、第１中間電極をフ
ェライトにより形成したので高効率で酸素活性種を生成
することができる。

【００１０】また、1つの電解槽をイオンが通過可能な
電解膜により隔てることにより、電源に接続される電極
数を増やさずに２種類の電解室すなわち第１電解室と第
２電解室を形成することができ、電極への配線を簡素化
できると共に尿石付着防止装置の小型化を図ることがで
きる。

【００１１】また、第１、第２電解室それぞれに、電解
室内の改質水を便器へ流出させる放水管を設けたので、
尿石付着防止装置から便器へ流出させる改質水の種類を
必要に応じて自由に選択することができる。

【００１２】また、フェライトで形成される第１中間電
極、およびマグネシウムで形成される第２中間電極は電
圧印加手段に直接接続されていないため、フェライト、
あるいはマグネシウムが消耗して各中間電極を交換する
場合、電極交換作業を容易に行うことができる。

【００１３】本発明の請求項２に記載の尿石付着防止装
置は、電圧印加手段は、第１電極に高電位電圧を印加す
ると共に第１電極に低電位電圧を印加する第１通電モー
ドと、第１電極に低電位電圧を印加すると共に第１電極
に高電位電圧を印加する第２通電モードとを交互に切替
える構成としている。

【００１４】請求項２の発明によれば、第１、第２電極
への電圧印加により第１、第２電解室において電気分解
が進行すると第１中間電極および第２中間電極が消耗す
るが、各中間電極の両面を消耗させることができ、各中
間電極の寿命を延長できる。

【００１５】すなわち、第１電解室においては、フェラ
イトで形成された第１中間電極の低電位電圧電極側表面
が、水の電気分解により生成された水素ガスに曝されて
劣化される。一方、第２電解室おいては、第２中間電極
の高電位電圧電極側表面にＭｇ（ＯＨ）₂が析出し、
この析出物質のために第２中間電極表面におけるＭｇ² ⁺
イオンの溶出が不均等となり、第２中間電極表面に亀
裂、あるいは荒れ（凹凸状態）が発生する。この状態が
続くと、電極表面からの微小なマグネシウム片の剥離が
発生し、電極の寿命が短縮される。そこで、第１、第２
電極に印加する電圧の極性を入れ換え、さらにそれを繰
返すことにより、第１中間電極の表裏両面を劣化させる
と共に、第２中間電極の表裏両面を荒れ状態とすること
ができるので、第１、第２中間電極の寿命を延長するこ
とができる。

【００１６】この場合、請求項５に記載の尿石付着防止
装置のように、第１の通電モードおよび前記第２の通電
モードの継続時間を等しく設定すれば、第１、第２中間
電極の表裏両面の消耗度合いを確実に同等レベルとして
第１、第２中間電極の寿命を延長することができる。

【００１７】本発明の請求項３に記載の尿石付着防止装
置は、便器と、貴金属または貴金属合金から形成された
一対の第３電極と第３電極間に配置されるフェライトか
ら形成された第１中間電極を備える第１電解槽と、貴金
属または貴金属合金から形成された一対の第４電極と第
４電極間に配置されるマグネシウムから形成された第２
中間電極を備える第２電解槽と、一対の第３電極に電圧
を印加すると共に一対の第４電極に電圧を印加する制御
手段と、第１電解槽に水を流入させる第１導水管と、第
２電解槽に水を流入させる第２導水管と、第１電解槽内
から水を便器側へ流出させる第１放水管と、第２電解槽
内から水を便器側へ流出させる第２放水管とを備え、制
御手段は、一対の第３電極に電圧を印加すると共に一対
の第４電極に電圧を印加して第１、第２電解槽内の水を
それぞれ電気分解により改質すると共に、洗浄要求に応
じてこの改質した水を第１、第２放水管を介して便器側
へ流出させる構成とした。

【００１８】請求項３の発明によれば、第３、第４電極
に電圧を印加すると、第１電解槽においては、第１中間
電極の高電位電圧電極側表面近傍の水から電子が奪われ
種々の酸素活性種（たとえば、過酸化水素、ヒドロキシ
ラジカル、スーパーオキシドアニオン等）が生成され
る。これらの酸素活性種の酸化力により殺菌効果が得ら
れる。一方、第２電解槽においては、第２中間電極の高
電位電圧電極側表面からマグネシウムイオン（Ｍｇ²⁺）
が水中に溶出し第２電解槽内の水がアルカリ性に改質さ
れる。この改質水の界面活性作用により便器表面の汚れ
が除去される。したがって、殺菌効果を安定して維持で
きることに加えて便器表面の汚れ除去も同時に行える尿
石付着防止装置を実現できる。なお、第１中間電極をフ
ェライトにより形成したので高効率で酸素活性種を生成
することができる。

【００１９】また、第１、第２電解槽それぞれに、電解
槽内の改質水を便器へ流出させる放水管を設けたので、
尿石付着防止装置から便器へ流出させる改質水の種類を
必要に応じて自由に選択することができる。

【００２０】また、フェライトで形成される第１中間電
極、およびマグネシウムで形成される第２中間電極は電
圧印加手段に直接接続されていないため、フェライト、
あるいはマグネシウムが消耗して各中間電極を交換する
場合、電極交換作業を容易に行うことができる。

【００２１】本発明の請求項４に記載の尿石付着防止装
置は、電圧印加手段は、第１電解槽の一対の第３電極に
対して、その一方に高電位電圧を印加すると共に他方に
低電位電圧を印加する第１通電モードと、その一方に低
電位電圧を印加すると共に他方に高電位電圧を印加する
第２通電モードとを交互に切替えると共に、第２電解槽
の一対の第４電極に対して、その一方に高電位電圧を印
加すると共に他方に低電位電圧を印加する第１通電モー
ドと、その一方に低電位電圧を印加すると共に他方に高
電位電圧を印加する第２通電モードとを交互に切替える
構成とした。

【００２２】請求項４の発明によれば、一対の第３電極
への電圧印加、一対の第４電極への電圧印加により第
１、第２電解槽において電気分解が進行して第１中間電
極および第２中間電極が消耗するが、各中間電極の両面
をほぼ均等に消耗させることができ、各中間電極の寿命
を延長できる。

【００２３】すなわち、第１電解槽においては、フェラ
イトで形成された第１中間電極の低電位電圧電極側表面
が、水の電気分解により生成された水素ガスに曝されて
劣化される。一方、第２電解槽おいては、第２中間電極
の高電位電圧電極側表面にＭｇ（ＯＨ）₂が析出し、
この析出物質のために第２中間電極表面におけるＭｇ² ⁺
イオンの溶出が不均等となり、第２中間電極表面に亀
裂、あるいは荒れ（凹凸状態）が発生する。この状態が
続くと、電極表面からの微小なマグネシウム片の剥離が
発生し、電極の寿命が短縮される。そこで、一対の第３
電極への電圧印加、一対の第４電極への電圧印加の極性
を入れ換え、さらにそれを順次繰返すことにより、第１
中間電極の表裏両面を劣化させると共に、第２中間電極
の表裏両面を荒れ状態とすることができるので、第１、
第２中間電極の寿命を延長することができる。

【００２４】この場合、請求項５に記載の尿石付着防止
装置のように、第１の通電モードおよび前記第２の通電
モードの継続時間を等しく設定すれば、第１、第２中間
電極の表裏両面の消耗度合いを確実に同等レベルとして
第１、第２中間電極の寿命を延長することができる。

【００２５】本発明の請求項６に記載の尿石付着防止装
置は、第１導水管の途中に設けられ第１導水管を開閉す
る第１弁手段と、第２導水管の途中に設けられ第２導水
管を開閉する第２弁手段と、第１放水管の途中に設けら
れ第１放水管を開閉する第３弁手段と、第２放水管の途
中に設けられ第２放水管を開閉する第４弁手段とを備
え、これらの第１〜第４弁手段は制御手段によって開閉
制御される構成としている。これにより、第１、第２電
解室、または第１、第２電解槽から便器への水の流出、
および第１、第２電解室、または第１、第２電解槽への
水の供給を、容易且つ確実に任意のタイミングで行うこ
とができる。

【００２６】本発明の請求項７に記載の尿石付着防止装
置は、前記第１〜第４弁手段は電磁弁であり、該電磁弁
は前記制御手段によって駆動される構成としている。こ
れにより、第１、第２電解室、または第１、第２電解槽
から便器への水の流出、および第１、第２電解室、また
は第１、第２電解槽への水の供給を、容易且つ確実に任
意のタイミングで行うことができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明による尿石付着防止
装置を図面に基づいて説明する。

【００２８】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態による尿石付着防止装置１の構成を示す説明
図である。

【００２９】尿石付着防止装置１は、大きくは、図１に
示すように、電解膜３により第１電解室１０と第２電解
室２０とに区画された電解槽２と、両電解室１０、２０
中に備えられる第１電極１１と第２電極２１に電圧を印
加する制御装置４と、両電解室１０、２０に加圧された
水を流入させる第１、第２導水管１３、２３と、第１、
第２導水管１３、２３を遮断または連通する第１、第２
の電磁弁１４、２４と、両電解室１０、２０内の水を流
出させる第１、第２放水管１５、２５と、第１、第２放
水管１５、２５を遮断または連通する第３、第４電磁弁
１６、２６とを備えている。

【００３０】電解槽２は、酸およびアルカリに強い材
料、たとえばプラスチックあるいはステンレス鋼などの
材料で形成されている。また、電解槽２は、イオンが通
過可能な電解膜３により第１電解室１０と第２電解室２
０とに区画されると共に、第１電解室１０、第２電解室
２０には、図１に示すように、貴金属合金であるＰｔ−
Ｔｉ合金製の第１電極１１、第２電極２１が、互いに対
向するように配置されている。さらに、第１、第２電極
１１、２１間且つ第１電解室１０内には、フェライトか
ら形成される第１中間電極が配置されている。また、第
１、第２電極１１、２１間且つ第２電解室２０内には、
マグネシウムから形成される第２中間電極が配置されて
いる。上述の電解膜３としては、たとえば、ポリテトラ
クロロエチレンから形成された多孔膜とポリエチレンテ
レフタレートから形成された不織布とを複合させたもの
が用いられている。電解膜３は、イオンは通過可能であ
る、言い換えると、電解槽２内において第１、第２電極
１１、２１間に電流は流れるが、第１、第２電解室１
０、２０における電解生成物は通過できない。

【００３１】第１電解室１０、第２電解室２０の上部に
は、第１電解室に加圧された水を流入させる第１導水管
１３、第２電解室に加圧された水を流入させる第２導水
管２３がそれぞれ接続され、各導水管１３、２３の途中
には、各導水管１３、２３を遮断または連通する第１、
第２切替え手段である第１、第２の電磁弁１４、２４が
それぞれ設けられている。また、各導水管１３、２３
は、上水道管（図示せず）あるいは工業用水管（図示せ
ず）に接続されている。また、第１、第２の電磁弁１
４、２４は、非通電時において遮断状態となり、通電時
において連通状態となる。

【００３２】一方、第１電解室１０、第２電解室２０の
下部には、第１電解室内の水を流出させる第１放水管１
５、第２電解室内の水を流出させる第２放水管２５がそ
れぞれ接続され、各放水管１５、２５の途中には、各放
水管１５、２５を遮断または連通する第３、第４切替え
手段である第３、第４電磁弁１６、２６がそれぞれ設け
られている。また、各放水管１５、２５は、図１に示す
ように、途中で一本にまとめられて便器６の上方に接続
されている。また、第３、第４電磁弁１６、２６は、非
通電時において遮断状態となり、通電時において連通状
態となる。

【００３３】また、第１、第２電解室１０、２０の上部
には、第１、第２電解室１０、２０内の水位を検出する
ための第１、第２水位センサ１７、２７が設置されてい
る。これらの第１、第２水位センサ１７、２７の出力信
号は、第１、第２電解室１０、２０内の水位が所定値以
上の時は低レベル、第１、第２電解室１０、２０内の水
位が所定値未満の時は高レベルとなる。

【００３４】次に、第１電極１１、第２電極２１に電圧
を印加する電圧印加手段である制御装置４の構成につい
て説明する。図２には、本発明の第１の実施形態による
尿石付着防止装置１の制御装置４の電気回路構成図を示
す。

【００３５】制御装置４は、図２に示すように、メイン
スイッチ７を介して、たとえば１００Ｖの交流電源８に
接続している。制御装置４は、１００Ｖの交流電源８か
らの交流電力を所定電圧の直流に変換する変換部４１
と、変換部４１から直流電力を供給されて第１、第２電
極１１、２１へ電圧を印加すると共に第１〜第４電磁弁
１４、２４、１６、２６を駆動する電源部４２と、変換
部４１からの直流電力により作動して電源部４２に対し
て電圧印加信号および電磁弁駆動信号を出力する制御部
４３とを備えている。すなわち、電源部４２は、制御部
４３からの電圧印加信号および電磁弁駆動信号に基づい
て第１、第２電極１１、２１へ電圧を印加すると共に第
１〜第４電磁弁１４、２４、１６、２６を駆動する。

【００３６】本発明の第１の実施形態による尿石付着防
止装置１においては、変換部４１は、電源部４２へ直流
３６Ｖを、制御部４３へ直流５Ｖをそれぞれ供給してい
る。

【００３７】電源部４２は、第１電極１１および第２電
極２１の一方の電極に高電位電圧として３６Ｖを印加す
ると共に、他方の電極に低電位電圧として０Ｖを印加す
る。また、第１〜第４電磁弁１４、２４、１６、２６
は、直流３６Ｖで駆動される。

【００３８】制御部４３は、電源部４２に対して、第１
電極１１に高電位電圧として３６Ｖを印加すると共に第
２電極２１に低電位電圧として０Ｖを印加する第１通電
モードと、第１電極１１に低電位電圧として０Ｖを印加
すると共に第２電極２１に高電位電圧として３６Ｖを印
加する第２通電モードとを交互に繰返させるように電圧
印加信号を出力している。さらに、第１通電モードの通
電時間と第２通電モードの通電時間とは等しくなるよう
に設定されており、本発明の第１の実施形態による尿石
付着防止装置１においては、それぞれ３秒間に設定され
ている。また、制御部４３には、便器６が使用されてい
ることを検出する便器使用センサ５が接続されている。
便器使用センサ５は、たとえば赤外線センサ等から構成
されて、便器６の直近に人がいること、つまり便器６が
使用中であることを検出するものである。本発明の第１
の実施形態による尿石付着防止装置１の便器使用センサ
５における出力信号レベルは、便器６が使用中において
は高レベルとなり、便器６の不使用中においては低レベ
ルとなっている。制御部４３は、便器使用センサ５から
の出力信号に基づき作動を開始し、所定の規則にしたが
って電源部４２に対して電圧印加信号および電磁弁駆動
信号を出力する。さらに、制御部４３には、第１、第２
電解室１０、２０内の水位を検出するための第１、第２
水位センサ１７、２７が接続されている。

【００３９】なお、尿石付着防止装置１のメインスイッ
チ７は、長期間使用しない場合等を除き常時閉となって
いる。

【００４０】次に、本発明の第１の実施形態による尿石
付着防止装置１の作動について、図３に示す尿石付着防
止装置１の各部の作動のタイムチャートに基づいて説明
する。

【００４１】図３は、本発明の第１の実施形態による尿
石付着防止装置１における、第１〜第４電磁弁１４、２
４、１６、２６、第１、第２電極１１、２１の通電状
態、および第１、第２水位センサ１７、２７、便器使用
センサ５の出力信号レベルのタイムチャートである。す
なわち、図３（ａ）〜（ｄ）には、第１〜第４電磁弁１
４、２４、１６、２６の通電状態を示す。図３（ｅ）に
は、第１、第２電極１１、２１への電圧印加状態を示
す。図３（ｆ）〜（ｈ）には、第１、第２水位センサ１
７、２７、便器使用センサ５の出力信号レベルを示す。
図３（ａ）〜（ｈ）において、縦軸は通電状態（ＯＮ、
ＯＦＦ）または出力信号レベル（Ｈ、Ｌ）を示し、横軸
は時間（ｔ）を示す。

【００４２】便器６の前に人が立つと、図３（ｈ）に示
すように、便器使用センサ５の出力信号レベルがＬから
Ｈに変わる。これにより、制御装置４の制御部４３が作
動を開始する。

【００４３】先ず、便器６の前から人が立ち去り便器使
用センサ５の出力信号レベルがＨからＬに変わると、制
御装置４により、図３（ｄ）に示すように、第４電磁弁
２６が通電され第２放水管２５が連通される。これによ
り、第２電解室２０内の改質水が第２放水管２５を通っ
て便器６に流出する。第２電解室２０内の改質水はＭｇ
（ＯＨ）₂を含むアルカリ性であり、その界面活性化作
用により便器６の汚れが除去される。ここで、第４電磁
弁２６への通電時間ｔ１は、第２電解室２０内の改質水
が全量流出するように設定されている。時間ｔ１が経過
して第４電磁弁２６への通電が停止されると第２放水管
２５は再び遮断される。また、第２電解室２０内の改質
水が流出すると、図３（ｇ）に示すように、第２水位セ
ンサ２７の出力信号レベルはＨからＬに変わる。

【００４４】次に、図３（ｃ）に示すように、第３電磁
弁１６が通電され第１放水管１５が連通される。これに
より、第１電解室１０内の改質水が第１放水管１５を通
って便器６に流出する。第１電解室１０内の改質水は、
フェライト電解により生成された各種酸素活性種を含ん
でおり、その殺菌作用により便器６内が殺菌される。こ
こで、第３電磁弁１６への通電時間ｔ２は、第１電解室
１０内の改質水が全量流出するように設定されている。
時間ｔ２が経過して第３電磁弁１６への通電が停止され
ると第１放水管１５は再び遮断される。また、第１電解
室１０内の改質水が流出すると、図３（ｆ）に示すよう
に、第１水位センサ１７の出力信号レベルはＨからＬに
変わる。

【００４５】次に、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、
第１、第２の電磁弁１３、２３が通電され第１、第２導
水管１３、２３が連通される。これにより、水道管（図
示せず）あるいは工業用水管（図示せず）からの水が、
第１、第２導水管１３、２３を通って第１、第２電解室
１０、２０に流入する。そして、第１、第２電解室１
０、２０内の水位が所定レベルとなり、図３（ｆ）、
（ｇ）に示すように、第１、第２水位センサ１７、２７
の出力信号がＬからＨに変わると、それを受けて第１、
第２の電磁弁１３、２３への通電が停止され第１、第２
導水管１３、２３が遮断されて各電解室１０、２０への
水の流入が止まる。

【００４６】次に、制御装置４は、図３（ｆ）、（ｇ）
に示す第１、第２水位センサ１７、２７の出力信号によ
り各電解室１０、２０の両方に水が満たされたことを検
知して、図３（ｅ）に示すように、第１、第２電極１
１、２１への電圧印加を開始する。

【００４７】すなわち、制御部４３が、電源部４２に対
して、電解槽２の第１、第２電極１１、２１へ電圧印
加、すなわち３秒間の第１通電モードと３秒間の第２通
電モードとを交互に繰返させるように電圧印加信号を出
力する。その結果、第１通電モードとして第１電極１１
に高電位電圧として３６Ｖが、第２電極２１に低電位電
圧として０Ｖが３秒間印加されると、続いて第２通電モ
ードとして、第１電極１１に低電位電圧として０Ｖが、
第２電極２１に高電位電圧として３６Ｖが３秒間印加さ
れ、これが交互に繰り返される。この時、第１、第２電
極１１、２１、第１、第２中間電極１２、２２におい
て、隣合う２つの電極間の電位差は７．２Ｖ（３６Ｖ／
５）となっている。

【００４８】これにより、電解槽２内においては、第
１、第２電極１１、２１、第１、第２中間電極１２、２
２により電気分解が進行する。なお、図１は、第１通電
モード、すなわち第１電極１１に３６Ｖ、第２電極２１
に０Ｖが印加されている状態を示す。電解槽２において
は、図１に示すように、３６Ｖが印加される第１電極１
１が＋極、０Ｖが印加される第２電極２１が−極として
作用する。同時に、第１、第２中間電極１１、１２にお
いては、第１電極１１側表面１２ａ、２２ａが−極、第
２電極２１側表面１２ｂ、２２ｂが＋極として作用す
る。したがって、第１電解室１０において、−極である
第１中間電極１２の第１電極１１側表面１２ａ近傍に水
素ガスが生成されると共に、＋極である第１中間電極１
２の第２電極２１側表面１２ｂ近傍に各種の酸素活性種
（ＯＨ、Ｈ₂Ｏ₂、Ｏ₂ ^-等）が生成される。これらの酸素
活性種の酸化力が殺菌効果を発揮する。すなわち、第１
電解室１０内の水が殺菌効果を有する改質水となる。一
方、第２電解室２０において、＋極である第２中間電極
２２の第２電極２１側表面２２ｂからＭｇ²⁺イオンが溶
出し、このＭｇ²⁺イオンと水の電気分解で生じたＯＨ―
とにより、下記（化１）に示すような反応が生じ、Ｍｇ
（ＯＨ）₂が生成される。このＭｇ（ＯＨ）₂が水に溶け
て、第２電解室２０内の水がアルカリ性に改質される。
この改質水は界面活性効果を有しているので洗浄効果を
発揮する。

【００４９】

【化１】Ｍｇ²⁺＋ＯＨ―→Ｍｇ（ＯＨ）₂ また、第１電解室１０と第２電解室２０とは電解膜３に
より隔てられているので、第１、第２電極１１、２１間
に電流は流れるが、各電解室１０、２０内の生成物（各
種の酸素活性種、Ｍｇ（ＯＨ）₂）が混ざり合うことは
ない。

【００５０】電圧印加により第１通電モードが進行する
と、第１中間電極１２の第１電極１１側表面１２ａは水
素ガスに曝されて劣化する。また、第２中間電極２２の
第２電極２１側表面２２ｂには生成されたＭｇ（ＯＨ）
₂が析出し始める。このＭｇ（ＯＨ）₂の析出量が多くな
ると、第２中間電極２２の第２電極２１側表面２２ｂか
らのＭｇ²⁺イオンの溶出が不均一となり、表面２２ｂに
亀裂が入ったり、表面２２ｂが荒れて凹凸を生じたりす
る。この状態が続くと、表面２２ｂから微細なマグネシ
ウム片の剥離が発生して第２中間電極２２の寿命が短く
なってしまう。そこで、表面２２ｂにＭｇ（ＯＨ）₂が
析出し始める時点、すなわち第１通電モードが３秒間経
過した時点で第２通電モードに切替えて、表面２２ｂと
反対側の表面２２ａからＭｇ²⁺イオンを溶出させると共
に、表面２２ｂに析出し始めたＭｇ（ＯＨ）₂を水中に
溶解させて表面２２ｂを復元することで、第２中間電極
２２の表面２２ａ、２２ｂの荒れを防止し、寿命を長期
化することができる。また、第１中間電極１２に関して
も、第２通電モードに切替えることにより第１中間電極
１２の表面１２ａ、１２ｂを均等に劣化消耗させて寿命
を長期化することができる。

【００５１】ところで、本発明の第１の実施形態による
尿石付着防止装置１においては第２中間電極２２として
マグネシウムの鋳造材を用いており、鋳造材の場合は電
極表面にＭｇ（ＯＨ）₂が析出し始めるまでの時間は約
３秒であるので、第１通電モードおよび第２通電モード
の通電時間を３秒間としている。第２中間電極２２を形
成するマグネシウム材料の製造方法（たとえば、鍛造、
圧延、焼結等）が異なると、電極表面にＭｇ（ＯＨ）₂
が析出し始めるまでの時間も異なる。したがって、中間
電極５として使用するマグネシウム材料の製造方法に対
応して第１通電モードおよび第２通電モードの通電時間
を最適に設定することにより、常に、第２中間電極２２
の表面２２ａ、２２ｂの荒れを防止し、寿命を長期化す
ることができる。

【００５２】また、第１、第２中間電極１２、２２は、
水素ガスにより劣化、あるいはＭｇ ²⁺イオンの溶出によ
り消耗するため定期的な交換が必要となる。本発明の第
１実施形態による尿石付着防止装置１においては、第
１、第２中間電極１２、２２は、第１電極１１および第
２電極２１のように制御装置４に電気的に接続されてい
ないので、その交換作業は容易に実施することができ
る。

【００５３】第１通電モードおよび第２通電モードを交
互に切替えながらの第１、第２電極１１、２１への電圧
印加時間が所定時間（本発明の第１の実施形態による尿
石付着防止装置１においては３０分）経過すると、制御
装置４は、第１、第２電極１１、２１への電圧印加を停
止する。また、３０分経過する前に便器６が使用されて
便器使用センサ５の出力信号レベルがＬからＨとなる
と、制御部４３は、それを検知して第１、第２電極１
１、２１への電圧印加を停止すると共に、次回の作動を
新たに開始する。

【００５４】以上説明した、本発明の第１の実施形態に
よる尿石付着防止装置１おいては、イオンが通過可能な
電解膜３を隔てて第１電解室１０と第２電解室２０とに
区画された電解槽２と、第１電解室１０に配される貴金
属または貴金属合金から形成された第１電極１１と、第
２電解室２０に配される貴金属または貴金属合金から形
成された第２電極と２１、第１、第２電極１１、２１間
且つ第１電解室１０に配設されるフェライトから形成さ
れた第１中間電極１２と、第１、第２電極１１、２１間
且つ第２電解室２０に配設されるマグネシウムから形成
された第２中間電極２２と、第１、第２電極１１、２１
に電圧を印加する電圧印加手段である制御装置４と、第
１電解室１０に加圧された水を流入させる第１導水管１
３と、第２電解室２０に加圧された水を流入させる第２
導水管２３と、第１導水管１３の途中に設けられ第１導
水管１３を遮断または連通する第１切替え手段である第
１の電磁弁１４と、第２導水管２３の途中に設けられ第
２導水管２３を遮断または連通する第２切替え手段であ
る第２の電磁弁２４と、第１電解室１０内の水を流出さ
せる第１放水管１５と、第２電解室２０内の水を流出さ
せる第２放水管２５と、第１放水管１５の途中に設けら
れ第１放水管１５を遮断または連通する第３切替え手段
である第３電磁弁１６と、第２放水管２５の途中に設け
られ第２放水管２５を遮断または連通する第４切替え手
段である第４電磁弁２６とを備え、第１、第２電極１
１、１２に電圧を印加して第１、第２電解室１０、１０
内の水をそれぞれ電気分解により改質し、それを第１、
第２放水管１５、１６を介して便器６に流出させる構成
とした。さらに、制御装置４は、第１電極１１に高電位
電圧を印加すると共に第２電極２１に低電位電圧を印加
する第１通電モードと、第１電極１１に低電位電圧を印
加すると共に第２電極１２に高電位電圧を印加する第２
通電モードとを交互に切替える構成とした。

【００５５】これにより、第１電解室１０においては、
電気分解により種々の酸素活性種（ＯＨ、Ｈ₂Ｏ₂、Ｏ₂ ^-
等）が生成され、水が改質される。これらの酸素活性種
の酸化力により殺菌効果が得られる。また、種々の酸素
活性種は、水道水中の塩素濃度等には無関係に生成され
るので、常に殺菌効果を安定して維持できる。一方、第
２電解室２０においては、電気分解によりＭｇ（ＯＨ）
₂が生成され、水がアルカリ性に改質される。この改質
水の界面活性作用により便器表面の汚れを除去できる。
すなわち、水を電気分解するという容易な手段によっ
て、殺菌効果を有する改質水、および洗浄効果を有する
改質水の両方を同時に生成することができるので、殺菌
効果を安定して維持でき且つ洗浄効果も得られる尿石付
着防止装置１を実現できる。

【００５６】また、1つの電解槽２をイオンが通過可能
な電解膜３により隔てることにより、制御装置４に直接
接続される電極数を増やさずに２種類の電解室すなわち
第１電解室１０と第２電解室２０を形成している。この
ため、電極数を低減し配線を簡素化して低コスト化でき
ると共に、尿石付着防止装置１の小型化を図ることがで
きる。

【００５７】また、第１、第２電解室１０、２０で生成
された改質水を流出させる第１、第２放水管１５、２５
および各放水管１５、２５の遮断または連通を切替える
第３、第４電磁弁１６、２６を設けて、両改質水をそれ
ぞれ独立して流出させられるので、尿石付着防止装置１
から流出させる改質水の種類を必要に応じて自由に選択
することができる。

【００５８】また、フェライトで形成される第１中間電
極１２、およびマグネシウムで形成される第２中間電極
２２は制御装置４に直接接続されていないので、フェラ
イト、あるいはマグネシウムが消耗して各中間電極１
２、２２を交換する場合、電極交換作業を容易に行うこ
とができる。

【００５９】また、第１、第２電極１１、２１への電圧
印加時において、第１通電モードと第２通電モードとを
交互に切替えることにより、各中間電極１２、２２の両
面１２ａ、１２ｂ、２２ａ、２２ｂをほぼ均等に消耗さ
せて、各中間電極１２、２２の寿命を延長することがで
きる。

【００６０】なお、以上説明した、本発明の第１の実施
形態による尿石付着防止装置１においては、各中間電極
１２、２２の個数を２枚づつとしているが、これを２枚
づつに限らずともよい。たとえば、３枚づつであっても
よい。また、各中間電極１２、２２の個数が同数でなく
異なっていてもよい。さらに、複数枚の各中間電極１
２、２２をそれぞれ電気絶縁材料からなるスペーサに固
定してユニット化し、各中間電極１２、２２毎に１個の
部品とすれば、各中間電極１２、２２交換時の作業性を
向上することができる。

【００６１】また、以上説明した、本発明の第１の実施
形態による尿石付着防止装置１においては、第１電極１
１および第２電極２１をＰｔ−Ｔｉ合金で形成したが、
第１電極１１をフェライトから形成すると共に第２電極
２１をマグネシウムから形成してもよい。これにより、
フェライト製電極およびマグネシウム製電極の総面積を
大きくできるので、小容量の電解槽２で短時間に改質水
を生成することができる。この場合、各中間電極１２、
２２の少なくとも一方を省略してもよい。これにより、
電解槽２を小型化することができる。

【００６２】また、以上説明した、本発明の第１の実施
形態による尿石付着防止装置１において、第１電極１１
をフェライトから形成するか、あるいは第２電極２１を
マグネシウムから形成してもよい。これにより、フェラ
イト製電極またはマグネシウム製電極の総面積を大きく
できるので、小容量の電解槽２で短時間に改質水を生成
することができる。

【００６３】また、第１電極１１をフェライトから形成
し且つ第１中間電極１２を省略するか、あるいは第２電
極２１をマグネシウムから形成し且つ第２中間電極２２
を省略してもよい。これにより、電解槽２を小型化する
ことができる。

【００６４】また、第１電極１１および第２電極２１
を、貴金属合金であるＰｔ−Ｔｉ合金に代えてＰｔ等の
貴金属から形成してもよい。これによっても、両電極１
１、２１を交換不要とすることができる。

【００６５】また、本発明の第１の実施形態による尿石
付着防止装置１の作動に関しては、図３のタイムチャー
トに示す内容に限定するものではなく、必要に応じて変
更してもよい。たとえば、図３のタイムチャートにおい
ては、便器６の使用が終了すると、つまり、便器使用セ
ンサ５の出力信号レベルがＨからＬに変わると、各電解
室１０、２０から改質水を流出させているが、便器６の
使用中に、つまり、便器使用センサ５の出力信号レベル
がＬからＨに変わって所定時間（たとえば５秒）後に、
各電解室１０、２０から改質水を流出させてもよい。ま
た、各電解室１０、２０からの改質水の流出の順番を、
先ず第１電解室１０、次に第２電解室としているが、こ
れを反対にしてもよい。さらに、便器６が使用される度
に両電解室１０、２０から改質水を流出させるのではな
く、１回の便器６使用時に各電解室１０、２０のどちら
か一方から改質水を流出させ、次回は各電解室１０、２
０の他方から流出させ、これを交互に繰返してもよい。

【００６６】また、本発明の第１の実施形態による尿石
付着防止装置１においては、制御装置４の電源を１００
Ｖの交流電源８としているが、他の電源、たとえば、２
００Ｖの交流電源、または蓄電池等の直流電源を用いて
もよい。

【００６７】また、本発明の第１の実施形態による尿石
付着防止装置１における、第１、第２電磁弁１４、２４
の少なくとも一方を廃止して、代わりに、機械式フロー
ト弁（水位の変動に追随してフロートが移動するとそれ
に連動して通路が開閉させる）を設けてもよい。この場
合、機械式フロート弁が設けられた電解室の水位センサ
も廃止できる。

【００６８】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態による尿石付着防止装置１について説明する。

【００６９】図４に、本発明の第２の実施形態による尿
石付着防止装置１の構成を示す説明図を示す。

【００７０】本発明の第２の実施形態による尿石付着防
止装置１においては、第１の実施形態による尿石付着防
止装置１における、第１、第２電解室１０、２０を、図
４に示すように、独立した２つの電解槽、すなわち、第
１電解槽１０Ａ、第２電解槽２０Ａに分離したものであ
る。

【００７１】第１、第２電解槽１０Ａ、２０Ａには、貴
金属合金であるＰｔ−Ｔｉ合金製から形成された一対の
第３電極１１Ａ、１１Ｂ、および貴金属合金であるＰｔ
−Ｔｉ合金製から形成された一対の第４電極２１Ａ、２
１Ｂが、それぞれ配置されている。そして、第３電極１
１Ａ、１１Ｂ間にはフェライトから形成された第１中間
電極１２が配置されると共に、第４電極２１Ａ、２１Ｂ
間には、マグネシウムから形成された第２中間電極２２
が配置されている。

【００７２】第１、第２電解槽１０Ａ、２０Ａ、第３電
極１１Ａ、１１Ｂ、および第４電極２１Ａ、２１Ｂ以外
の構成は上述の第１の実施形態による尿石付着防止装置
１と同一であり、したがって、第１の実施形態による尿
石付着防止装置１の場合と同じ効果が得られる。

【００７３】また、第２の実施形態による尿石付着防止
装置１においては、各種の酸素活性種を生成するための
第１電解槽１０Ａと、Ｍｇ（ＯＨ）₂を生成するための
第２電解槽２０Ａを分離独立して形成したので、尿石付
着防止装置１内における第１、第２電解槽１０Ａ、２０
Ａの配置の設計自由度を向上することができる。

【００７４】なお、以上説明した、本発明の第２の実施
形態による尿石付着防止装置１において、一対の第３電
極１１Ａ、１１Ｂの少なくとも一方をフェライトから形
成すると共に、一対の第４電極２１Ａ、２１Ｂの少なく
とも一方をマグネシウムから形成してもよい。これによ
り、フェライト製電極およびマグネシウム製電極の総面
積を大きくできるので、小容量の各電解槽１０A、２０A
により短時間に改質水を生成することができる。この場
合、各中間電極１２、２２の少なくとも一方を省略して
もよい。これにより、各電解槽１０A、２０Aの少なくと
も一方を小型化することができる。

【００７５】また、以上説明した、本発明の第２の実施
形態による尿石付着防止装置１において、一対の第３電
極１１Ａ、１１Ｂの少なくとも一方をフェライトから形
成するか、あるいは一対の第４電極２１Ａ、２１Ｂの少
なくとも一方をマグネシウムから形成してもよい。これ
により、フェライト製電極またはマグネシウム製電極の
総面積を大きくできるので、小容量の第１電解槽１０A
または第２電解槽２０Aにより短時間に改質水を生成す
ることができる。

【００７６】また、一対の第３電極１１Ａ、１１Ｂの少
なくとも一方をフェライトから形成し且つ第１中間電極
１２を省略するか、あるいは一対の第４電極２１Ａ、２
１Ｂの少なくとも一方をマグネシウムから形成し且つ第
２中間電極２２を省略してもよい。これにより、第１電
解槽１０Aまたは第２電解槽２０Aを小型化することがで
きる。

【００７７】また、一対の第３電極１１Ａ、１１Ｂおよ
び一対の第４電極２１Ａ、２１Ｂを、貴金属合金である
Ｐｔ−Ｔｉ合金に代えてＰｔ等の貴金属から形成しても
よい。これによっても、各電極１１Ａ、１１Ｂ、２１
Ａ、２１Ｂを交換不要とすることができる。

【００７８】さらに、以上説明した、本発明の第２の実
施形態による尿石付着防止装置１において、Ｍｇ（Ｏ
Ｈ）₂を生成するための第２電解槽２０Ａを省略しても
よい。この場合、第１電解槽１０Ａにおいて生成される
各種の酸素活性種を含む改質水の殺菌効果により便器を
清浄に維持することができると共に、尿石付着防止装置
１を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による尿石付着防止装置
１の構成を示す説明図である。

【図２】本発明の第１実施形態による尿石付着防止装置
１の制御装置４の電気回路構成を示す説明図である。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１〜第４電磁弁１４、２
４、１６、２６の通電状態のタイムチャートである。
（ｅ）は、第１、第２電極１１、２１への電圧印加状態
のタイムチャートである。（ｆ）〜（ｈ）は、第１、第
２水位センサ１７、２７、便器使用センサ５の出力信号
レベルのタイムチャートである。

【図４】本発明の第２の実施形態による尿石付着防止装
置１の構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１尿石付着防止装置２電解槽３電解膜４制御装置（制御手段）４１変換部４２電源部４３制御部５便器使用センサ６便器７メインスイッチ８交流電源１０第１電解室１０Ａ第１電解槽１１第１電極１１Ａ第３電極１２第１中間電極１３第１導水管１４第１電磁弁（第１弁手段）１５第１放水管１６第３電磁弁（第３弁手段）１７第１水位センサ２０第２電解室２０Ａ第２電解槽２１第２電極２１Ａ第４電極２２第２中間電極２３第２導水管２４第２電磁弁（第２弁手段）２５第２放水管２６第４電磁弁（第４弁手段）２７第２水位センサ

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】便器と、イオンが通過可能な電解膜を隔
てて第１電解室と第２電解室とに区画された電解槽と、
前記第１電解室に配される貴金属または貴金属合金から
形成された第１電極と、前記第２電解室に配される貴金
属または貴金属合金から形成された第２電極と、前記第
１、第２電極間且つ前記第１電解室に配設されるフェラ
イトから形成された第１中間電極と、前記第１、第２電
極間且つ前記第２電解室に配設されるマグネシウムから
形成された第２中間電極と、前記第１、第２電極に電圧
を印加する制御手段と、前記第１電解室に水を流入させ
る第１導水管と、前記第２電解室に水を流入させる第２
導水管と、前記第１電解室内の水を前記便器側へ流出さ
せる第１放水管と、前記第２電解室内の水を前記便器側へ流出させる第２放
水管とを備え、前記制御手段は、前記第１、第２電極に
電圧を印加して前記第１、第２電解室内の水をそれぞれ
電気分解により改質すると共に、洗浄要求に応じてこの
改質した水を前記第１、第２放水管を介して前記便器側
へ流出させることを特徴とする尿石付着防止装置。
【請求項２】前記制御手段は、前記第１電極に高電位
電圧を印加すると共に、前記第１電極に低電位電圧を印
加する第１通電モードと、前記第１電極に低電位電圧を
印加すると共に、前記第１電極に高電位電圧を印加する
第２通電モードとを交互に切替えることを特徴とする請
求項１に記載の尿石付着防止装置。
【請求項３】便器と、貴金属または貴金属合金から形
成された一対の第３電極と該第３電極間に配置されるフ
ェライトから形成された第１中間電極を備える第１電解
槽と、貴金属または貴金属合金から形成された一対の第
４電極と該第４電極間に配置されるマグネシウムから形
成された第２中間電極を備える第２電解槽と、前記一対
の第３電極に電圧を印加すると共に前記一対の第４電極
に電圧を印加する制御手段と、前記第１電解槽に水を流
入させる第１導水管と、前記第２電解槽に水を流入させ
る第２導水管と、前記第１電解槽内から水を前記便器側
へ流出させる第１放水管と、前記第２電解槽内から水を
前記便器側へ流出させる第２放水管とを備え、前記制御
手段は、前記一対の第３電極に電圧を印加すると共に前
記一対の第４電極に電圧を印加して前記第１、第２電解
槽内の水をそれぞれ電気分解により改質すると共に、洗
浄要求に応じてこの改質した水を前記第１、第２放水管
を介して前記便器側へ流出させることを特徴とする尿石
付着防止装置。
【請求項４】前記制御手段は、前記第１電解槽に備え
られる前記一対の第３電極に対して、その一方に高電位
電圧を印加すると共に他方に低電位電圧を印加する第１
通電モードと、その一方に低電位電圧を印加すると共に
他方に高電位電圧を印加する第２通電モードとを交互に
切替えると共に、前記第２電解槽に備えられる前記一対
の第４電極に対して、その一方に高電位電圧を印加する
と共に他方に低電位電圧を印加する第１通電モードと、
その一方に低電位電圧を印加すると共に他方に高電位電
圧を印加する第２通電モードとを交互に切替えることを
特徴とする請求項３に記載の尿石付着防止装置。
【請求項５】前記第１の通電モードおよび前記第２の
通電モードの継続時間を等しくしたことを特徴とする請
求項２または請求項４に記載の尿石付着防止装置。
【請求項６】前記第１導水管の途中に設けられ前記第
１導水管を開閉する第１弁手段と、前記第２導水管の途中に設けられ前記第２導水管を開閉
する第２弁手段と、前記第１放水管の途中に設けられ前記第１放水管を開閉
する第３弁手段と、前記第２放水管の途中に設けられ前記第２放水管を開閉
する第４弁手段とを備え、これらの第１〜第４弁手段は前記制御手段によって開閉
制御されることを特徴とする請求項１〜請求項５のいず
れかに記載の尿石付着防止装置。
【請求項７】前記第１〜第４弁手段は電磁弁であり、
該電磁弁は前記制御手段によって駆動されることを特徴
とする請求項６に記載の尿石付着防止装置。